유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.
2문제 · 1 / 1쪽
1.CLP-2 · 3.6절 · 1번대학 수준우리말 번역
아래는 y=f(x) 의 그래프와, a=2 에서의 상수 근사, 선형 근사, 이차 근사를 함께 나타낸 것입니다. 각각 어느 것인지 구하세요.
영어 원문 보기
Below is a graph of y=f(x), along with the constant approximation, linear approximation, and quadratic approximation centred at a=2. Which is which?
정답·풀이 보기
함수 A, B, C 는 모두 x=2 일 때 함수 y=f(x) 와 만난다. B 는 상수함수이므로 상수 근사이다. A 는 접선이므로 A 는 선형 근사이다. C 는 접하는 포물선이므로 C 는 이차 근사이다.
원본 교재 풀이(영어)
All functions A, B, and C intersect the function y=f(x) when x=2. B is a constant function, so this is the constant approximation. A is the tangent line, so A is the linear approximation. C is a tangent parabola, so C is the quadratic approximation.
(a) y=f(x) 의 그래프를 그리세요.
(b) 모든 0 이상의 정수 n 에 대해 f(n)(0)=0 이라고 (증명 없이) 가정합니다. f(x) 의 매클로린 급수를 구하세요.
(c) f(x) 의 매클로린 급수는 어디에서 수렴하는지 구하세요.
(d) x 의 어떤 값에 대해 f(x) 가 그 매클로린 급수와 같은지 구하세요.
영어 원문 보기
Consider the following function:
f(x)={e−1/x20x=0x=0
(a) Sketch y=f(x).
(b) Assume (without proof) that f(n)(0)=0 for all whole numbers n. Find the Maclaurin series for f(x).
(c) Where does the Maclaurin series for f(x) converge?
(d) For which values of x is f(x) equal to its Maclaurin series?
정답·풀이 보기
(a) y=f(x) 의 그래프를 그리기 위해 다음을 살펴본다.
f(x) 는 결코 음수가 아니다.
x→±∞limf(x)=e0=1 이므로, 이 곡선은 양쪽 방향으로 y=1 을 수평 점근선으로 갖는다.
x→±0limf(x)=x→±0lime1/x21=u→+∞limeu1=0=f(0) 이므로, 이 곡선은 x=0 에서 연속이다.
x=0 일 때 f′(x)=x32e−1/x2 이므로, 이 곡선은 (−∞,0) 에서 감소하고 (0,∞) 에서 증가한다.
x=0 일 때 f′′(x)=2x−6(2−3x2)e−1/x2 이므로, 이 곡선은 (−2/3,2/3) 에서 아래로 볼록이고 그 밖에서는 위로 볼록이다.
(b) 모든 0 이상의 정수 n 에 대해 f(n)(0)=0 이고 (즉, 그래프가 원점에서 매우 평평하고), f(0)=0 이므로, f(x) 의 매클로린 급수는 n=0∑∞n!0xn=0 이다.
(c) 매클로린 급수는 모든 실수 x 에서 (상수 0 으로) 수렴한다.
(d) 임의의 실수 y 에 대해 ey>0 이므로, f(x)=0 인 것은 x=0 일 때뿐이다. 따라서 f(x) 는 오직 한 점 x=0 에서만 그 매클로린 급수와 같다.
참고: 함수 f(x) 는 매클로린 급수가 수렴하지만 f(x) 로 수렴하지는 않는 함수의 예이다! 이러한 성질을 설명하기 위해 f(x) 를 *해석적이지 않다(비해석적)*고 말한다.
원본 교재 풀이(영어)
(a) To sketch y=f(x), we note the following:
f(x) is never negative.
x→±∞limf(x)=e0=1, so the curve has horizontal asymptotes in both directions at y=1.
x→±0limf(x)=x→±0lime1/x21=u→+∞limeu1=0=f(0), so the curve is continuous at x=0.
For x=0, f′(x)=x32e−1/x2, so our curve is decreasing on (−∞,0) and increasing on (0,∞)
For x=0, f′′(x)=2x−6(2−3x2)e−1/x2, so our curve is concave up on (−2/3,2/3), and concave down elsewhere.
(b) Since f(n)(0)=0 for all whole n (that is, the graph is really quite flat at the origin), and since f(0)=0, the Maclaurin series for f(x) is n=0∑∞n!0xn=0.
(c) The Maclaurin series converges for all real values of x (to the constant 0).
(d) Since ey>0 for any real y, we see f(x)=0 only when x=0. So, f(x) is only equal to its Maclaurin series at the single point x=0.
Remark: the function f(x) is an example of a function whose Maclaurin series converges, but not to f(x)! To describe this behaviour, we say f(x) is non-analytic.